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Informe LAB2

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Uso de los Protocolos TCP/IP y del Modelo OSI en Packet Tracer Ivn Fernando Bermdez Lpez, Omar Andrs Esquivel Caicedo.{ifbermudezl_1, oaesquivelc}@uqvirtual.edu.coPrograma de Ingeniera Electrnica. Telemtica 1. Universidad del Quindo.11Universidad del Quindo, Bermdez Lpez, Esquivel Caicedo. Laboratorio#2: Uso de Protocolos TCP/IP y del Modelo OSI en Packet Tracer.

I. INTRODUCCIN

Para establecer la interconexin entre sistemas abiertos globalmente, se establece principalmente dos tipos de modelos de descripcin de protocolo de red de referencia, siendo el modelo OSI el utilizado en la academia y el modelo TCP/IP es aplicado en la actualidad para la prestacin de los diferentes servicios ofrecidos por el internet. Estos modelos operan bajo la distribucin ordenada de un nmero determinado de capas, que tienen el objetivo general homogeneizar el lenguaje entre dispositivos y adems permita el correcto funcionamiento de los modelos, generando una excelente interaccin en la red. El modelo OSI se constituye de siete capas, mientras, el modelo TCP/IP se conforma de cuatro capas, estas estandarizaciones permiten que existan conexin entre diferentes equipos, de diferentes marcas y sistemas operativos.

El presente laboratorio se elabora a partir de la simulacin de Packet Tracer y la observacin de la informacin detallada sobre los paquetes y cmo son procesados por los dispositivos de networking. El Packet Tracer muestra de qu manera los dispositivos de networking usan estos protocolos para crear y procesar paquetes con una representacin del Modelo OSI, todo lo anterior se identificar, analizar y mostrar en la seccin de resultados.

II. OBJETIVOS

Identificar las capas un modelo de protocolo de red OSI y el protocolo de red TCP/IP. Identificar las capas de un sistema de conexin abierta en simulacin con la ayuda del programa Cisco Packet Tracer. Explorar de qu manera PT usa el Modelo OSI y los protocolos TCP/IP. Examinar los contenidos y el procesamiento del paquete.

III. MATERIALES

PC con software Cisco Packet Tracer.

IV. PROCEDIMIENTO, ANLISIS Y RESULTADOS

PROCEDIMIENTO:

En sta prctica de laboratorio se analiza cada uno de los pasos que se registran en una conexin de red, desde la peticin del cliente hasta la finalizacin de dicha peticin. A continuacin se describe cada de las operaciones realizadas por las capas del modelo OSI, as como cada uno de los cambios sufridos por los paquetes de informacin tras pasar por dichas capas, desde la peticin hasta la respuesta del servidor.

Inicialmente se realiz la lectura de la actividad 2.4.8 (Uso de protocolos TCP/IP y el modelo OSI en Packet Tracer), enseguida, se conmuta del modo de tiempo real al modo de simulacin como lo muestra la figura 1, de tal manera que sea posible visualizar cada uno de los cambios que sufre la informacin entre capas.

Figura 1. Conmutacin al modo de simulacin.

Dado el paso anterior, se selecciona la totalidad de los filtros, con el fin de visualizar en la ventana de eventos la descripcin de cada cambio que realiza cada uno de stos protocolos entre los que encontramos ARP, DHCP, HTTP, TCP, DNS, TFTP, ICMP, TELNET, entre otros, identificados en la figura 4.

En la figura 1, se puede evidenciar el montaje de una red sencilla. La red se constituye de un PC un usuario que interactua con un servidor de internet.

Paso 1. Cree un paquete y acceda a la ventana Informacin de la PDU:

Luego de seleccionar la totalidad de los filtros, se procede a dar clic en el PC del cliente para iniciar la solicitud del servidor web, para eso se accede a la configuracin del cliente web y se escribe la direccin IP (192.168.1.254) a la cual se desea acceder en navegador web. El proceso se muestra en las figuras 2 y 3.

Figura 2. Seleccin del navegador web desde el PC del cliente.El objetivo principal de esta prctica de laboratorio es simular la interaccin entre un host o PC y un servidor web. Lo anterior se logra mediante el envi de una solicitud de protocolo de transferencia de hipertexto HTTP ingresando la IP del servidor web 192.168.1.254 en el explorador del PC como se muestra en la figura 3.

Figura 3. Ingreso de la direccin IP en navegador web del PC del cliente.

Tras ingresar la direccin IP, se hace clic en Ir, obteniendo como resultado lo mostrado en la figura 4.

Figura 4. Se evidencian 3 PDU, en el dispositivo PC del cliente.

El PC tiene la facultad de realizar la solicitud al servidor, lo cual conlleva a una serie de eventos de la red y la aparicin de protocolos mencionados en clase, tras dar clic en la opcin de Autocapture/Play como se visualiza en la figura 5. Cada lnea de la lista de eventos es un paso de un paquete por un nodo de la red. En la figura 5 se muestra la lista de eventos y los filtros utilizados referenciados para la implementacin de la prctica.

Figura 5. Filtros para la lista de eventos entre el PC y el servidor que son objeto de analisis.

Determinada la secuencia de pasos mostrados hasta la figura 5 del presente documento se procede realizar un anlisis detallado sobre la informacin de las actividades de las capas y protocolos referenciados en la conexin entre estos dos dispositivos.

ANLISIS:

Protocolo ARP: este protocolo permite que se conozca la direccin fsica o MAC de una tarjeta de interfaz de red correspondiente a una direccin IP. Para que las direcciones fsicas se puedan conectar con las direcciones lgicas, el protocolo ARP pregunta a los equipos de la red para averiguar sus direcciones fsicas y luego crea una tabla de bsqueda entre las direcciones lgicas y fsicas en una memoria cach.

Figura 6. Generacin del protocolo ARP.

Segn la figura 6, las capas del modelo OSI realizan las siguientes actividades:

Capa 2: Se puede ver como el PC del cliente se encarga de aplicar el protocolo IP y el encapsulamiento PDU en una sola capa lo que lo hace un protocolo mas compacto. Adems, se observa como en el caso del servidor en la capa dos se realizan la mayoria de procesos como la comprobacion de la direccion fisica la desencapsulacion de el protocolo PDU.

Capa 1: La capa fsica, se encarga de ensamblar la informacin donde influye el protocolo Ethernet especificando direcciones y realizando la sincronizacin en l envi de la informacin.

Figura 8. Informacin detallada de la PDU de salida en el protocolo ARP:

En las figuras 7 y 8, se evidencia como el servidor web recibe la trama de solicitud ARP del cliente web y responde con una trama igualmente, es decir, se establece la comunicacin entre las capas 2 del cliente y el servidor web, que determina la direccin MAC del servidor y que luego se enva al cliente web. Adems, se muestra la recepcin efectiva de la direccin MAC del servidor web en el cliente web.

Figura 9. Informacin PDU protocolo ARP.En la figura 9, se puede apreciar como la MAC fuente SRC MAC contiene un valor de 0060.47CA.4DEE para el cliente web en la trama de la capa 2. Como la MAC de destino no tiene valor, es decir, la TARGET MAC: 0000.0000.0000, se llena en su campo DEST MAC o MAC de destino, con un valor de FFFF.FFFF.FFFF en la trama para hacer la comunicacin broadcast.

Es fundamental nombrar que el DATA (VARIABLE LENGTH) se encuentra vaco en el protocolo ARP ya que no est transportando informacin, solo se est interrogando sobre la direccin MAC, como lo muestra la figura 9.

Protocolo TCP:

En la figura 10, se observa como la comunicacin se hace entre las mismas capas pertenecientes al modelo OSI. El protocolo TCP del cliente web se da en la capa 4, es decir, en la capa de transporte y se comunica con la capa 4 de transporte del servidor web. Tambin es lgicamente evidente el proceso de comunicacin entre las de capas que se lleva a cabo para comunicar cada una de las estas, desde las inferiores hasta llegar la capa 4 tanto del servidor como del cliente web.

Figura 10. Generacin PDU en el protocolo TCP.

El servidor recibe los datos desde el cliente, se validan las IP y MAC, se recibe el TCP FIN + el segmento ACK, y el dispositivo se desconecta y entra en estado de cierre pasivo (close_wait), se establece estado de conexin LAST_ ACK (el servidor ha enviado su propio fin como respuesta a la solicitud del cliente. Se enva la informacin una vez son validadas las IP Y MAC y se empaquetan con Fast-Ethernet.

Figura 11. Informacion detallada de la PDU de entrada en el protocolo TCP: servidor web.

En figura anterior, se puede determinar el nmero del puerto de salida del cliente web asociado a una peticin HTTP, que esta designado por DEST PORT: 1025; as mismo se observa el puerto de destino designado como SRC PORT: 80.

El cliente web envi un nmero de secuencia en cero, lo que significa que ser el nmero de coordinacin de la comunicacin. El cliente web transmiti un ACK en cero ya que es l quien envi la peticin la primera vez y espera es un acuso de recibido del servidor web en el valor de 1.

Figura 12. Informacion detallada de la PDU de salida en el protocolo TCP: servidor web.

Protocolo HTTP:

Para finalizar se analiza el protocolo HTTP, referenciando cada una de las actividades asociadas a las capas:

Resumiendo la informacin plasmada en las imgenes mostradas a continuacin, se apreciar que la solicitud HTTP que inicio el proceso se encapsula como dato en TCP, despus del encapsulado TCP se procede a un encapsulado IP y un encapsulado de Ethernet, para finalmente trasmitirlo al medio.

13. Generacin PDU en el protocolo HTTP.

En la figura se muestra como tras enviar la solicitud HTTP del cliente web, esta es recibida por el servidor web y empieza el ascenso de las capas hasta llegar a la capa 7 de aplicacin, capa en la cual se origino el mensaje. Dado el cumpliento de los procesos descritos anteoriomente, las direcciones MAC e IP se mantengas iguales asi como el ACK del protocolo TCP se actualicen para conseguir en sincronismo de la comunicacin. Para describir las ideas obtenidas tras el anlisis sobre este protocolo se expone la actividad realizada por cada una de las capas:

Capa 7: Esta etapa se encarga de traducir a un lenguaje adecuado para la transmisin y entrega la informacin de la pgina web por medio del protocolo HTTP o transferencia de hipertexto a la capa siguiente, es decir, la capa 4 o capa de trasporte.

Capa 4: En esta capa la informacin se divide en segmentos TCP. Estos segmentos reciben etiquetas de encabezado que contienen informacin especfica y que es necesaria para establecer la conexin, en el caso del servidor se realiza una revisin de las etiquetas y los segmentos ya otorgadas. Al realizarse el proceso de encapsulado de los datos (HTML) en esta capa se da continuacin al envi hacia a la capa internet, la cual es la capa 3.

Capa 3: Esta capa se encuentra gobernada por el protocolo IP. Los segmentos TCP provenientes de la capa anterior se encapsulan dentro de un paquete con un encabezado IP, que tambin contiene las direcciones de origen y destino. Adems, registra informacin necesaria para que el paquete se entregue a su destino. En el servidor de destino se debe verificar que las direcciones IP coincidan. Luego este paquete IP se enva hacia capa de acceso a red.

Capa 2: Esta capa se basa en el protocolo Ethernet. El paquete IP proveniente de la capa anterior es encapsulado en un encabezado de trama. Esta capa se encarga de pasar la informacin para establecer la conexin con el servidor, segn la figura esa actividad se realiza por parte del cliente ya que este debe establecer la direccin fsica mientras que el servidor solo tiene que enviar de vuelta el mensaje sin establecer esta direccin direcciones fsicas de los host por los cuales debe pasar.

Capa 1: La capa fsica, donde los datos son codificados y enviados por el medio por parte del cliente. Si se referencia en el caso del servidor este debe realizar la recepcin el mensaje y transmitirlo nuevamente.

Las capas siguen su trabajo continuo, sin embargo, ya se realiza con el proceso de recepcin. Los datos llegan a la capa 1, estos se envan a las capas siguientes en donde estos datos son desencapsulados y rearmados, restando la informacin adicionada al proceso como por ejemplo, el ACK. La informacin llega a la capa 7 del receptor, en donde se recibe la solicitud HTTP realizada por el cliente. En este caso el servidor se encarga de enviar un recibido al cliente, para continuar con la operacin de la informacin. Este proceso visto desde las funciones que desempea el servidor, cumple un anlisis similar al que anteriormente se nombr. Al final el cliente tiene acceso visual al sitio que requera ingresar.

Paso 3: PDU entrantes y salientes para el protocolo HTTP.En las imgenes que se muestran enseguida, se observan los detalles de las PDU entrantes y salientes para el protocolo HTTP.

Figura 14. Informacin detallada de la PDU de entrada en el protocolo HTTP del servidor web.

Figura 15. Informacin detallada de la PDU de salida en el protocolo HTTP del servidor web.

Figura 16. Informacin detallada de la PDU de salida en el protocolo HTTP del servidor web.

En la figura 16 ; Se observan unos encabezados de respuesta como Content-Length y Content-Type que permiten saber al cliente web la logitud y el tipo de dato del cuerpo de respuesta, como lo muestra la figura tiene valor de 272 y formato text/html o texto simple respectivamente; tambien se encuentran otros encabezados de respuestas como SERVER que me permite dar caracteristicas del servidor al cliente web.

V. CONCLUSIONES

La importancia de los protocolos es grande ya que para poder transmitir un paquete de datos todos los dispositivos deben hablar un mismo idioma (protocolo), estas determinan el formato y la transmisin de los datos, esto sucede en forma de capas donde cada una tiene una forma nica de trabajar, asi mismo como est la capa M, ya que se comunica de capa M a una capa M, y esto se llama protocolo de capa M.

Modelos como OSI o TCP/IP al estar divididos en capas, tienen ciertas facilidades de comunicacin, ya que cuando dichas capas de un dispositivo desea comunicarse, este lo har de capa a capa, o sea, si la capa es por ejemplo la 6, presentacin, el dispositivo con que se va a comunicar tambin lo hace con la capa 6. Modelos como el OSI se ven que son ms educativos ya que permiten una mejor comprensin de su funcionamiento por estar divididos en un nmero mayor capas

El software de Packet Tracer es una herramienta de gran ayuda, ya que por medio de una simulacin los usuarios vean las funciones de red que se producen en cada capa. Generalmente, las aplicaciones que utilizamos son intuitivas, es decir, podemos acceder a ellas y usarlas sin saber cmo funciona.

Se logr observar que estas comunicaciones logran realizarse gracias a direcciones lgicas (IPs) pero necesariamente deban estar asociadas a direcciones fsicas (MACs). Existe un protocolo importante llamado protocolo ARP, que es el encargado de construir la tabla MAC en la que se almacena la informacin de las direcciones. Las direcciones MAC no se utilizan como identificaciones de los dispositivos en una red, el motivo es que si existe un cambio de dispositivo se debera cambiar la tabla para identificar y asociar las direcciones fsicas con las lgicas de los diferentes dispositivos de la red.

TCP es un protocolo de transporte orientado a conexin enormemente extendido en Internet. La funcin principal eses la de permitir la comunicacin extremo a extremo entre dos aplicaciones de forma econmica y fiable. TCP es un protocolo que proporciona un servicio de transporte de datos que ofrece al nivel superior: fiabilidad, control de flujo, orientacin a conexin, multiplexacin, orientacin a flujo de octetos, transferencia con almacenamiento. Mientras IP El algoritmo usual de enrutamiento IP emplea una tabla de enrutamiento en cada mquina para almacenar informacin sobre posibles destinos y cmo alcanzarlos.

Se observ que cuando la comunicacin se inicia en una de las capas superiores debe atravesar las capas inferiores y la funcin de estas es agregarle informacin de cabecera, esto para facilitar la eficiente administracin de los datos al momento de salir de cliente web. Tambin se comprende que esta topologa de red son bidireccionales; as cuando se da una instruccin de ingresar a una URL, este genera una serie de eventos en ambos sentidos.